针对声光可调谐滤光器(AOTF)多光谱成像系统中存在色差, 使得不同波长下成像清晰所需焦距有所差异, 即使在固定波长下, 由于横向(衍射方向)光谱展宽, 出现横线清楚竖线模糊的现象, 本文对AOTF中的色差做了具体分析, 指出了成像模糊的原因。 根据AOTF多光谱成像系统成像特点, 进一步提出了一种改进的SSIM算法作为图像的清晰度评价函数, 原算法中目标为两幅图像(一幅为参考图像, 一幅为待测图像), 而此算法中将目标设定为一幅图像中的相邻行进行相似度分析, 明暗变化边缘相似度小说明对比度大, 从而图像较为清晰。 使用以此算法为核心的自动聚焦对AOTF多光谱成像系统中由色差引起的图像质量进行补偿, 计算量小, 速度快。 通过实验验证了此补偿策略的可行性和实用性, 结果表明此策略能够有效解决AOTF多光谱成像系统中因色差引起的图像模糊问题, 具有重要的应用价值。

基于声光可调滤波器(acousto-optic tunable filter, AOTF)光谱成像分析仪在可见至红外光谱的多个谱区内广泛应用, 对AOTF的光谱带宽及衍射效率提出了更高的要求。 超声换能器作为AOTF的核心部件, 其3 dB工作带宽决定AOTF的光谱衍射范围, 故在同一声光介质上制作两片厚度不同的换能器来提高AOTF光谱带宽。 由于超声换能器在不同频率下具有不同的输入阻抗, 当驱动信号源输出阻抗与超声换能器输入阻抗失配时会产生能量损耗, 导致无法把功率最大限度的传递给超声换能器, 从而使AOTF光谱衍射效率降低, 影响光谱成像清晰度。 通过射频电路先进设计系统(ADS)仿真及实验测试, 设计了一种新型宽带阻抗匹配网络, 在60～200 MHz带宽范围内, 阻抗匹配网络功率效率达到90％以上, 光谱衍射效率最高达90％, 提高了在420～1 150 nm波段内的光谱灵敏度。